JP2003526050A - Reverse gear rotor set - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
Abstract
(57)【要約】 本願発明は、ポンプ又はエンジン用ギヤロータセットに関するものであって、該ギヤロータセットは、略星形の穴を有する回転可能なアウターロータからなる。この穴は、内細歯を有し、その内側には、インナーロータが偏心して支承され、該インナーロータは、遊星歯車用の支承ポケットを有している。さらに、遊星歯車は、細歯を有し、この細歯でアウターロータの細歯上を転動する。従って、遊星歯車は、外歯たる歯を形成し、該外歯は、アウターロータの内歯よりも歯が１つ少ない。 (57) [Summary] The present invention relates to a gear rotor set for a pump or an engine, and the gear rotor set includes a rotatable outer rotor having a substantially star-shaped hole. This bore has internal fine teeth, inside which an inner rotor is eccentrically supported, which has a bearing pocket for a planetary gear. Further, the planetary gear has fine teeth, and the fine teeth roll on the fine teeth of the outer rotor. Thus, the planetary gears form teeth that are external teeth, which have one less tooth than the internal teeth of the outer rotor.
Description
【０００１】[0001]
本願発明は、ポンプ又はエンジン用ギヤロータセットであって、回転可能なア
ウターロータと、その中に支承されたインナーロータとを備え、該インナーロー
タが遊星歯車用の支承ポケットを有するものに関する。本ギヤロータセットは、
ギヤ設計のリングギヤポンプに類似するものであり、ギヤロータセットの機能と
作用様式とは、リングギヤポンプのものと同じである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gear rotor set for a pump or an engine, which includes a rotatable outer rotor and an inner rotor supported therein, and the inner rotor has a bearing pocket for a planetary gear. This gear rotor set is
It is similar to a ring gear pump with a gear design, and the function and mode of operation of the gear rotor set is the same as that of the ring gear pump.
【０００２】[0002]
リングギヤポンプでは、鎌形挿入部材によって圧縮室が吸込室から分離される
のでなく、歯の（トロコイド歯に基づく）特殊構成が、リングギヤと外歯ピニオ
ンとの間で密封を保証している。内歯リングギヤは、ピニオンよりも１つ多い歯
を有し、歯を適切に形成した場合には、歯先が正確に歯接触点に接触する。転動
が保証されているように、アウターロータの歯先とインナーロータの歯先との間
には、頂隙が存在していなければならない。リングギヤポンプの欠点は、リング
ギヤポンプでは、この頂隙を通じて内部漏れが生じ、従って、容積効率の悪化が
現れる。これにより、低回転数のとき高い圧力を生成できない。In the ring gear pump, the sickle-shaped insert does not separate the compression chamber from the suction chamber, but the special configuration of the tooth (based on the trochoidal tooth) ensures a seal between the ring gear and the external tooth pinion. The internal toothed ring gear has one more tooth than the pinion, and the tip of the tooth accurately contacts the tooth contact point when the tooth is properly formed. There must be a gap between the tips of the outer rotor and the tips of the inner rotor so that rolling is guaranteed. The disadvantage of ring gear pumps is that they exhibit internal leakage through this apex, thus resulting in poor volumetric efficiency. As a result, a high pressure cannot be generated at low rotation speeds.
【０００３】
リングギヤポンプと比較してDE-A-19646359の教示によるポンプは有利である
。このポンプは、内歯を有する軌道輪と、その中に偏心して受容された外歯歯車
とからなるギヤロータセットを形成してなり、内歯は、軌道輪内で回転可能に支
承されるローラによって形成され、外歯よりも１つ多い歯を有し、歯車の外歯は
、かなり小さなモジュールを有する細歯に覆いかぶさり、各ローラは、その周面
に同一モジュールの細歯を有し、この細歯に歯車の歯が噛み合うようになってい
る。Pumps according to the teaching of DE-A-19646359 are advantageous compared to ring gear pumps. This pump forms a gear rotor set consisting of a bearing ring having internal teeth and an externally toothed gear eccentrically received therein, the internal teeth being rollers rotatably supported in the bearing ring. And having one more tooth than the outer tooth, the outer tooth of the gear is covered by a fine tooth having a considerably smaller module, each roller having the same module of fine tooth on its circumferential surface, The teeth of the gear mesh with the fine teeth.
【０００４】
ギヤロータセットの機能は、駆動トルクが駆動軸を介してインナーロータに作
用してこれを回転させることによって生じる。歯付インナーロータから遊星歯車
に伝達される力は、一方で遊星歯車の中心を通る衝撃力と、遊星歯車のトルクを
引き起こす周方向力とを生じる。軌道輪に作用する衝撃力によって、軌道輪は回
転させられる。The function of the gear rotor set occurs when drive torque acts on the inner rotor via the drive shaft to rotate the inner rotor. The force transmitted from the toothed inner rotor to the planetary gear, on the other hand, produces an impact force passing through the center of the planetary gear and a circumferential force that causes the torque of the planetary gear. The bearing ring is rotated by the impact force acting on the bearing ring.
【０００５】
公知のギヤロータセットでは、欠点として、機能を可能とするために数多くの
遊星歯車を利用しなければならず、数多くの遊星歯車の利用に起因して比較的高
い摩擦成分が生じ、この摩擦成分は、インナーロータに結合された駆動軸のトル
クによって克服されなければならない。さらに、公知のギヤロータセットでは、
インナーロータの回転運動時に、相対的に同一方向に回転する潤滑油が遊星歯車
の歯溝内で圧縮側から吸込側へと送られてポンプの効率が低下することが欠点で
あることが判明している。The known gear rotor set has the disadvantage that a large number of planet gears have to be used in order to enable the function, which results in a relatively high friction component due to the use of a large number of planet gears. This friction component must be overcome by the torque of the drive shaft coupled to the inner rotor. Furthermore, in the known gear rotor set,
During the rotational movement of the inner rotor, the lubricating oil rotating relatively in the same direction was sent from the compression side to the suction side in the tooth space of the planetary gears, and the efficiency of the pump decreased. ing.
【０００６】
先行技術の諸欠点から生じる課題は、同様の構造的大きさにおいて、少ない数
の遊星歯車を使用して摩擦を減らすように構成されたギヤロータセットを形成す
ることである。さらに、公知ギヤロータセットに匹敵する構造的大きさにおいて
、一層多い吐出量と一層高い効率とを有するギヤロータセットを形成することが
本願発明の課題である。The problem resulting from the shortcomings of the prior art is to form a gear rotor set that is configured to reduce friction using a small number of planet gears, with similar structural dimensions. Further, it is an object of the present invention to form a gear rotor set having a larger discharge amount and higher efficiency in a structural size comparable to a known gear rotor set.
【０００７】[0007]
この課題は、本願発明のポンプ又はエンジン用ギヤロータセットによって解決
される。該ギヤロータセットは、略星形の穴を有する回転可能なアウターロータ
を備え、該穴は、内細歯を有する。この穴は、その内側にインナーロータを偏心
して支承し、遊星歯車用の支承ポケットを有している。遊星歯車は、細歯を有し
、この細歯でアウターロータの細歯を転動する。遊星歯車は、外歯たる歯を形成
し、該外歯は、アウターロータの内歯よりも１つ少ない歯を有している。This problem is solved by the pump or engine gear rotor set of the present invention. The gear rotor set comprises a rotatable outer rotor having generally star-shaped holes, the holes having internal fine teeth. The hole eccentrically supports the inner rotor and has a bearing pocket for the planetary gear. The planetary gear has fine teeth, and the fine teeth roll the fine teeth of the outer rotor. The planet gears form external teeth, which have one less tooth than the inner teeth of the outer rotor.
【０００８】
このように形成されたギヤロータセットの利点は、本願発明に係るギヤロータ
セットが先行技術に係る公知のギヤロータセットと比較して一層少ない数の遊星
歯車で作動できることにある。同じ構造的大きさにおいて先行技術に係る公知の
ギヤロータセットよりも少ない遊星歯車が利用されることによって、例えば遊星
歯車とインナーロータの支承ポケットとの間、遊星歯車の歯とアウターロータの
歯との間等に生じる摩擦面が少なくなる。少ない摩擦に基づいて、本願発明に係
るギヤロータセットを有するポンプ又はエンジンは、系内の摩擦を克服するため
に加えねばならないトルクが僅かとなるので、ギヤロータセットを備えた先行技
術に係る公知のポンプよりも高い効率を有する。設計に起因して本願発明に係る
ギヤロータセットは、さらに先行技術に係る公知のギヤロータセットと比較して
一層大きな吐出量を可能とする。The advantage of the gear rotor set formed in this way is that the gear rotor set according to the present invention can operate with a smaller number of planetary gears than the known gear rotor set according to the prior art. Utilizing less planet gears than known gear rotor sets of the prior art in the same structural size, for example between the planet gears and the bearing pockets of the inner rotor, between the teeth of the planet gears and the teeth of the outer rotor. The friction surface generated during the interval is reduced. On the basis of low friction, a pump or engine with a gear rotor set according to the present invention requires less torque to overcome friction in the system, so that the prior art with gear rotor sets is known. Has higher efficiency than other pumps. Due to the design, the gear rotor set according to the invention of the present application enables a larger discharge amount as compared with the known gear rotor set according to the prior art.
【０００９】
さらに、本願発明に係るギヤロータセットは、インナーロータが時計回りに回
転するときに、遊星歯車が反時計回りに回転し、従って、付加的な潤滑油が遊星
歯車の歯溝内で吸込側から圧縮側へと送られるので、高い効率を有する。Further, in the gear rotor set according to the present invention, when the inner rotor rotates clockwise, the planetary gear rotates counterclockwise, so that additional lubricating oil is generated in the tooth space of the planetary gear. Since it is sent from the suction side to the compression side, it has high efficiency.
【００１０】
細歯の他の問題は、前述のギヤロータセットでは発生する力及びトルクが、従
来から使用されているインボリュート歯によって最適には吸収されない点にある
。特に、公知の歯では、大きな面圧なしには衝撃力と周方向力とを直線方向に伝
達しないという問題が生じる。従来、公知の歯は、大きい周方向力の伝達にのみ
適し、遊星歯車の中心を通る大きな衝撃力の伝達には適していない。Another problem with fine teeth is that the forces and torques generated in the gear rotor set described above are not optimally absorbed by the conventionally used involute teeth. In particular, the known tooth has a problem that the impact force and the circumferential force are not linearly transmitted without a large surface pressure. Conventionally known teeth are only suitable for transmitting large circumferential forces and not for transmitting large impact forces through the center of the planet gears.
【００１１】
前述のギヤロータでは、あらゆる動作条件のもとで、正確な転動が噛み合い干
渉なしに保証されていないことが不利であるとわかる。軌道輪に対する遊星歯車
の相対運動は、或る位置で停止する。In the gear rotor described above, it is found to be disadvantageous that under all operating conditions correct rolling is not guaranteed without meshing interference. The relative movement of the planet gears with respect to the bearing ring stops at a certain position.
【００１２】
遊星歯車が略停止し、且つ同時に大きな力が伝達されるこの状態のときに、遊
星歯車の歯先と軌道輪との間で潤滑油膜が破れ、これにより、潤滑油の流れが停
止する虞がある。その際、間隙内での潤滑油の損失によって固体接触が起きる。
従って、もはや好ましい流体潤滑が生じず、混合摩擦状態が生じて、最悪な場合
には、静摩擦が生じる。混合摩擦及び静摩擦の場合には、摩耗現象が現れ、ギヤ
ロータセットの寿命が低下する。In this state where the planetary gears are substantially stopped and at the same time a large force is transmitted, the lubricating oil film is ruptured between the addendums of the planetary gears and the bearing rings, which stops the flow of the lubricating oil. There is a risk of At that time, solid contact occurs due to the loss of lubricating oil in the gap.
Therefore, no more favorable fluid lubrication occurs, mixed friction conditions occur and, in the worst case, static friction. In the case of mixed friction and static friction, a wear phenomenon appears and the life of the gear rotor set is shortened.
【００１３】
そこで、本願発明の有利な構成では、外細歯及び／又は内細歯が歯形の少なく
とも部分領域中に円弧状部分を有している。このように形成されたギヤロータセ
ットの利点は、歯形の円弧状部分によって滑り摩擦ではなく、実質的に転がり摩
擦が現れ、歯の摩耗がごく僅かとなることにある。Therefore, in an advantageous configuration of the present invention, the outer fine teeth and / or the inner fine teeth have an arcuate portion in at least a partial region of the tooth profile. The advantage of the gear rotor set formed in this way is that the arcuate portion of the tooth profile results in substantially rolling friction rather than sliding friction, resulting in minimal tooth wear.
【００１４】
細歯遊星歯車の凸状に構成された歯先と、細歯アウターロータの凹状に構成さ
れた歯底とによって、接触線ではなく接触面が生じる。ヘルツ圧力は、この転が
り対偶によって著しく減少する。遊星歯車の歯とアウターロータの歯溝との間の
バックラッシを持つことによって、大きな衝撃力が歯先と歯底とを介してのみ伝
達されることが保証されている。これにより、歯面の破壊を生じ得る大きな楔力
が歯面に作用することは防止される。加えて、バックラッシによって、潤滑油は
、歯溝から流出することができる。さもないと圧搾油が生じ、きわめて高い圧力
を生じる。The convex tooth tip of the fine toothed planetary gear and the concave tooth bottom of the fine outer tooth rotor create a contact surface rather than a contact line. Hertzian pressure is significantly reduced by this rolling pair. By having a backlash between the teeth of the planetary gear and the tooth spaces of the outer rotor, it is ensured that large impact forces are transmitted only via the tips and the bottoms. As a result, a large wedge force that may cause the destruction of the tooth surface is prevented from acting on the tooth surface. In addition, backlash allows the lubricating oil to flow out of the tooth space. Otherwise squeezed oil will be produced, producing very high pressure.
【００１５】
本願発明の有利な構成では、歯先及び／又は歯底の領域で、歯形が円弧状に形
成されている。歯先及び／又は歯底の領域で歯形をこのように形成することで、
非常に大きな衝撃力（半径方向力）が伝達可能となり、伝達されるべき周方向力
の成分は僅かとなり得る。その際、歯先と歯底とは、ギヤロータにおいて公知の
インボリュート歯とは異なり、転動過程に、即ち歯付アウターロータ曲線上での
歯付遊星歯車の転動に一緒に含められる。In an advantageous configuration of the invention, the tooth profile is formed in the shape of an arc in the area of the addendum and / or the root. By thus forming the tooth profile in the region of the tip and / or the root of the tooth,
A very large impact force (radial force) can be transmitted, and the component of the circumferential force to be transmitted can be small. In this case, the tooth top and the tooth bottom are included in the rolling process, i.e. in the rolling of the toothed planetary gear on the toothed outer rotor curve, unlike the involute teeth known in gear rotors.
【００１６】
遊星歯車の凸状湾曲歯面とアウターロータの凹状湾曲歯面とは、噛み合い時に
比較的大きな密封面を形成し、この密封面は、圧縮室が吸込領域から圧縮領域に
移るときに、圧縮室を密封し、ロータの方形配置における均等な変位は、圧縮室
の漏れ損失をもたらさない。The convex curved tooth surface of the planetary gear and the concave curved tooth surface of the outer rotor form a relatively large sealing surface when meshed, and this sealing surface is formed when the compression chamber moves from the suction region to the compression region. , The compression chamber is sealed, and the even displacement of the rotor in a rectangular arrangement does not result in compression chamber leakage losses.
【００１７】
本願発明の有利な構成では、特に、歯先及び／又は歯底の領域で細歯の歯形が
平坦部を有している。インナーロータによるトルクが歯付遊星歯車を介して歯付
アウターロータに作用する力の主伝達領域では、幾何学的に制約されて遊星歯車
が殆ど停止することになる。この停止と同時に大きな力が伝達される場合には、
遊星歯車の歯先とインナーロータの支承ポケットとの間で潤滑油膜が破れる虞が
ある。これに対処するために、遊星歯車の歯先が平坦にされ、その平坦度は、ギ
ヤロータの利用分野によって左右される。回転数が小さく且つ圧力が高い場合に
は、遅い滑り速度でも潤滑油膜の生成を保証するために大きい平坦度が必要であ
り、回転数が大きく且つ圧力が低い場合には、小さな平坦度が必要である。遊星
歯車の歯先から平坦部に移行するために、潤滑油膜の生成を単純な移行半径より
も強く促進する特殊な曲線、サイクロイドが利用される。In an advantageous configuration of the invention, the tooth profile of the fine tooth has a flat part, in particular in the area of the tip and / or the root. In the main transmission region of the force exerted by the inner rotor torque on the toothed outer rotor via the toothed planetary gear, the planetary gear is almost stopped due to geometrical constraints. If a large force is transmitted at the same time as this stop,
The lubricating oil film may be broken between the addendum of the planetary gear and the bearing pocket of the inner rotor. To counter this, the tips of the planetary gears are flattened, the flatness of which depends on the field of application of the gear rotor. When the rotation speed is low and the pressure is high, a large flatness is required to ensure the formation of a lubricating oil film even at a low sliding speed, and when the rotation speed is high and the pressure is low, a small flatness is required. Is. A special curve, the cycloid, is used to promote the formation of the lubricating oil film more strongly than the simple transition radius to transition from the tip of the planetary gear to the flat portion.
【００１８】
本願発明の他の有利な構成では、特に、歯先及び／又は歯底の領域で歯形が大
きな曲率半径を有する。平坦部の代りに、歯先及び／又は歯底の領域に大きな曲
率半径を有する面を設けることも望ましい。In a further advantageous configuration of the invention, the tooth profile has a large radius of curvature, in particular in the area of the tips and / or the roots. Instead of flats, it is also desirable to provide surfaces with a large radius of curvature in the area of the tip and / or root.
【００１９】
遊星歯車の歯先の平坦部によって遊星歯車からインナーロータへの力の伝達（
ヘルツ圧力）の向上ももたらされる。Transmission of force from the planetary gear to the inner rotor by the flat portion of the tip of the planetary gear (
Hertz pressure) is also improved.
【００２０】
本願発明の特別有利な構成では、円弧状部分が少なくとも部分的にサイクロイ
ドとして形成されている。サイクロイドは、転動挙動と衝撃力の伝達とに関して
特別有利であることが判明している。このサイクロイド歯は、曲率がかなり変化
し、且つ曲率半径が小さい場合でも問題のない滑りの少ない転動を保証し、これ
が摩耗を減らす。In a particularly advantageous configuration of the invention, the arcuate part is at least partially formed as a cycloid. Cycloids have proved to be particularly advantageous in terms of rolling behavior and transmission of impact forces. This cycloidal tooth ensures a smooth, low-slip rolling with a considerable change in curvature and a small radius of curvature, which reduces wear.
【００２１】
本願発明の望ましい構成では、少なくとも歯面領域で歯形がインボリュートと
して形成されている。この歯では、歯付アウターロータの歯面と歯付遊星歯車の
歯面とはインボリュートによって形成されるが、しかし、この実施の形態では、
歯面をサイクロイドとして形成した実施の形態の場合よりも容易に噛み合い干渉
が発生し得る。In a preferred configuration of the present invention, the tooth profile is formed as an involute at least in the tooth flank region. In this tooth, the tooth surface of the toothed outer rotor and the tooth surface of the toothed planetary gear are formed by the involute, but in this embodiment,
The meshing interference may occur more easily than in the case where the tooth surface is formed as a cycloid.
【００２２】
本願発明の有利な構成では、細歯が低摩耗表面を有している。低摩耗表面は、
化学的、特に熱化学的及び／又は物理的表面処理によって達成することができる
。この表面は、さらに電気メッキしておくこともできる。他の有利な表面処理法
には、浸炭，窒化及び／又は軟窒化，ボロナイジング及び／又はクロマイジング
がある。In an advantageous configuration of the invention, the fine teeth have a low wear surface. Low wear surface
It can be achieved by chemical, in particular thermochemical and / or physical surface treatments. This surface can also be electroplated. Other advantageous surface treatment methods include carburizing, nitriding and / or nitrocarburizing, boronizing and / or chromizing.
【００２３】
本願発明の望ましい構成では、支承ポケットの領域に少なくとも１つの流体通
路が配置されている。この流体通路は、ポンプの圧縮側に接続しておくことがで
き、向上した潤滑油膜生成を保証するために遊星歯車と支承ポケットとの間に潤
滑油が連続的に供給される。In a preferred configuration of the invention, at least one fluid passage is arranged in the area of the bearing pocket. This fluid passage can be connected to the compression side of the pump and the lubricating oil is continuously supplied between the planet gears and the bearing pockets in order to ensure an improved lubricating oil film formation.
【００２４】
ギヤロータセットの全可動部品、特に、アウターロータ及び／又は遊星歯車及
び／又はインナーロータは、有利には、少なくとも一方の側面に全周囲張出し面
を有する。この全周囲張出し面は、ギヤロータセットを受容したハウジングの内
部でシールとして役立つ。このような可動部品は、普通、正面にその全面に亘っ
て延びる密封面を有する。全周囲張出し面を利用した本願発明に係るシールでは
、利点として、公知シールにおいて現れる高い摩擦力が著しく低減され、従って
、ギヤロータセットは、一層容易に、従って、一層効率的に作動する。全周囲張
出し面は、密封作用と摩擦力との間に最適状態を具現する幅を有する。All the moving parts of the gear rotor set, in particular the outer rotor and / or the planetary gears and / or the inner rotor, advantageously have a full circumferential overhanging surface on at least one side. This all-round overhanging surface serves as a seal inside the housing that receives the gear rotor set. Such movable parts usually have a sealing surface on the front surface which extends over the entire surface. Advantageously, the seal according to the invention, which utilizes a full-circumferential overhanging surface, significantly reduces the high frictional forces that appear in known seals, and thus makes the gear rotor set easier and therefore more efficient to operate. The entire circumference overhanging surface has a width that realizes an optimum state between the sealing action and the frictional force.
【００２５】
最後に、本願発明は、ギヤロータセットを製造するための方法に関し、該ギヤ
ロータセットは、主に、粉末冶金法，プラスチック射出成形，押出し成形，ダイ
カスト，特にアルミニウムダイカスト，及び加圧成形法の成形法で製造される。
本願発明に係るギヤロータセットが有するようなこのように複雑な歯は、これら
の方法によって簡単且つ安価に製造することができる。知られているように、通
常の歯の場合に応用される切削、例えば、研削，フライス加工，立削り，及び鋸
引きによる製造は、本願発明では歯が過度に複雑に構成されているので使用され
ない。Finally, the present invention relates to a method for manufacturing a gear rotor set, which mainly comprises powder metallurgy, plastic injection molding, extrusion molding, die casting, especially aluminum die casting, and pressing. It is manufactured by the molding method.
Such complex teeth as the gear rotor set according to the present invention has can be manufactured simply and inexpensively by these methods. As is known, cutting applied in the case of normal teeth, for example grinding, milling, milling, and sawing manufacturing, is used in the present invention because the teeth have an overly complex construction. Not done.
【００２６】
本願発明の有利な構成では、ギヤロータセットが、内燃エンジン，変速装置，
油圧組立体，及び高圧浄化装置用のポンプ内、特に、潤滑油ポンプ内で使用され
る。In an advantageous configuration of the present invention, the gear rotor set includes an internal combustion engine, a transmission,
Used in hydraulic assemblies and pumps for high pressure purifiers, especially in lubricating oil pumps.
【００２７】
本願発明の他の有利な構成では、ギヤロータセットがエンジンとして使用され
る。In another advantageous configuration of the invention, the gear rotor set is used as an engine.
【００２８】[0028]
略図に基づいて本願発明が詳しく説明される。 The invention is explained in more detail on the basis of the schematic drawings.
【００２９】
図１は、先行技術に係るギヤロータセット0.1を示している。該ギヤロータセ
ット0.1は、回転可能なアウターロータ0.2からなり、該アウターロータ0.2は、
内歯を形成する回転可能に支承された遊星歯車0.4を受容した支承ポケット0.3と
、アウターロータ0.2に対して偏心して支承されたインナーロータ0.5とを有して
いる。該インナーロータ0.5は、外細歯0.6を備えた略星形の外輪郭を有し、この
星形外歯は、内歯よりも１つ少ない歯を有している。また、上記ギヤロータセッ
ト0.1は、７つの遊星歯車0.4を有している。この系の欠点は、インナーロータ0.
5が時計方向に回転運動するときに、潤滑油が、その流れと同一方向に回転する
遊星歯車0.4の歯溝と支承ポケット0.3の壁とで形成される室内で圧縮側から吸込
側へと送られ、これによりポンプの効率が低下することである。FIG. 1 shows a gear rotor set 0.1 according to the prior art. The gear rotor set 0.1 is composed of a rotatable outer rotor 0.2, and the outer rotor 0.2 is
It has a bearing pocket 0.3 that receives a rotatably supported planetary gear 0.4 that forms the inner teeth, and an inner rotor 0.5 that is eccentrically supported with respect to the outer rotor 0.2. The inner rotor 0.5 has a substantially star-shaped outer contour with outer fine teeth 0.6, which has one less tooth than the inner tooth. Further, the gear rotor set 0.1 has seven planetary gears 0.4. The disadvantage of this system is that the inner rotor 0.
When 5 rotates in the clockwise direction, lubricating oil is sent from the compression side to the suction side in the chamber formed by the tooth groove of the planetary gear 0.4 and the wall of the bearing pocket 0.3 that rotate in the same direction as its flow. This reduces the efficiency of the pump.
【００３０】
図２は、本願発明に係るポンプ又はエンジン用のギヤロータセット1を示して
いる。該ギヤロータセット1は、内細歯4を有する略星形の穴3を有する回転可能
なアウターロータ2と、この穴3内に偏心して支承され、遊星歯車7用の支承ポケ
ット6を有するインナーロータ5とを備えている。遊星歯車7は、外歯を形成する
細歯8を有し、この細歯8で遊星歯車7がアウターロータ2の細歯4中を転動する。
前記外歯は、アウターロータ2の内歯4よりも１つ少ない歯を有する。上記ギヤロ
ータセット1は、吸込領域9と、圧縮領域10と、圧縮室11とを有している。図１に
示した先行技術に係るギヤロータセット0.1と比較して、本願発明に係るギヤロ
ータセット1には、６つの遊星歯車7が必要となるにすぎず、発生する摩擦が少な
くなる。FIG. 2 shows a gear rotor set 1 for a pump or an engine according to the present invention. The gear rotor set 1 includes a rotatable outer rotor 2 having a substantially star-shaped hole 3 having inner fine teeth 4, and an inner bearing having an eccentrically supported bearing in the hole 3 and a bearing pocket 6 for a planetary gear 7. And a rotor 5. The planetary gear 7 has fine teeth 8 forming external teeth, and the fine gear 8 causes the planetary gear 7 to roll in the fine teeth 4 of the outer rotor 2.
The outer teeth have one less tooth than the inner teeth 4 of the outer rotor 2. The gear rotor set 1 has a suction region 9, a compression region 10, and a compression chamber 11. Compared with the gear rotor set 0.1 according to the prior art shown in FIG. 1, the gear rotor set 1 according to the present invention requires only six planetary gears 7 and produces less friction.
【００３１】
駆動軸12を介して駆動トルクM1がインナーロータ5に作用する。これにより、
衝撃力F2は、インナーロータ5の支承ポケット6を介して遊星歯車7に作用する。
遊星歯車7内の衝撃力F3は、２つの成分、即ち半径方向力F4とトルクM4とに分か
れる。衝撃力F3は、歯付遊星歯車7の中心を通じて歯付アウターロータ2に作用し
てこれを回転させ、トルクM4は、歯付遊星歯車7を回転させる。遊星歯車7は、特
に、衝撃力F3を伝達し、支承ポケット6内での摩擦によって引き起こされる僅か
な摩擦トルクMRを受ける。A drive torque M1 acts on the inner rotor 5 via the drive shaft 12. This allows
The impact force F2 acts on the planetary gear 7 via the bearing pocket 6 of the inner rotor 5.
The impact force F3 in the planetary gear 7 is split into two components, a radial force F4 and a torque M4. The impact force F3 acts on the toothed outer rotor 2 through the center of the toothed planetary gear 7 to rotate it, and the torque M4 rotates the toothed planetary gear 7. The planet gears 7 transmit in particular an impact force F3 and receive a slight friction torque MR caused by the friction in the bearing pockets 6.
【００３２】
本願発明に係るギヤロータセット1は、ポンプとして圧力発生に利用すること
ができ、インナーロータ5は、駆動軸12を介して駆動される。他方で、本願発明
に係るギヤロータセット1は、エンジンとして使用することもでき、その場合に
は、圧縮領域10に圧力が掛けられ、インナーロータ5が回転させられて駆動軸12
を駆動する。The gear rotor set 1 according to the present invention can be used as a pump for pressure generation, and the inner rotor 5 is driven via the drive shaft 12. On the other hand, the gear rotor set 1 according to the present invention can also be used as an engine. In that case, pressure is applied to the compression region 10 and the inner rotor 5 is rotated to drive the drive shaft 12
To drive.
【００３３】
主伝達領域13においては、支承ポケット6を具備したインナーロータ5によるト
ルクが、歯付遊星歯車7を介して歯付アウターロータ2に作用し、幾何学的に遊星
歯車7が殆ど停止することになる。これと同時に大きな力が伝達された場合には
、遊星歯車の歯先とインナーロータ5との間で潤滑油膜が破れる虞がある。In the main transmission region 13, the torque generated by the inner rotor 5 having the bearing pockets 6 acts on the outer toothed rotor 2 via the toothed planetary gear 7, and the planetary gear 7 is geometrically almost stopped. Will be done. At the same time, if a large force is transmitted, the lubricating oil film may be broken between the addendum of the planetary gear and the inner rotor 5.
【００３４】
図２ａは、第２動作位置にあるギヤロータセット1を示している。ここでは、
細歯の密封作用が特別良好に見られる。FIG. 2 a shows the gear rotor set 1 in the second operating position. here,
The fine tooth sealing effect is particularly good.
【００３５】
図２ｂは、吸込側14及び圧縮側15の両方が示されているギヤロータセット1の
概略図である。吸込側14に通じる吸入ポート16は、例えば、ギヤロータセット1
を受容するハウジングに横方向の穴として構成することができる。同様に、圧縮
側15に吐出ポート17が通じている。吐出ポート17の直径は、吸入ポート16の直径
よりも小さくすることができる。これは、後者での流速が速いからである。さら
に明らかとなるように、インナーロータ5が時計回りに回転したときには、遊星
歯車7は、反時計回りに回転し、従って、遊星歯車7の歯溝内で付加的な潤滑油が
吸込側9から圧縮側10へと送られる。FIG. 2 b is a schematic view of the gear rotor set 1 in which both the suction side 14 and the compression side 15 are shown. The suction port 16 communicating with the suction side 14 is, for example, a gear rotor set 1
Can be configured as a lateral hole in the housing. Similarly, the discharge port 17 communicates with the compression side 15. The diameter of the discharge port 17 can be smaller than the diameter of the suction port 16. This is because the flow velocity in the latter is high. As will be further clarified, when the inner rotor 5 rotates clockwise, the planetary gear 7 rotates counterclockwise, so that additional lubricating oil in the tooth space of the planetary gear 7 is sucked from the suction side 9. It is sent to the compression side 10.
【００３６】
図３は、図２の細部「X」に対する本願発明に係る歯の変形例Iを示している。
図２に示す大きな衝撃力F3と、ごく小さな摩擦トルクMRとが伝達されなければな
らない。この歯では、歯先18と歯底19とは、転動過程に含まれる、即ち、歯付ア
ウターロータ2の曲線上での歯付遊星歯車7の転動に含まれる。図３に示す歯では
、歯面部分は力の分布に一致するように選択される。FIG. 3 shows a modification I of the tooth according to the invention for the detail “X” in FIG.
The large impact force F3 shown in FIG. 2 and the very small friction torque MR must be transmitted. In this tooth, the tooth top 18 and the tooth bottom 19 are included in the rolling process, that is, included in the rolling of the toothed planetary gear 7 on the curve of the toothed outer rotor 2. In the tooth shown in FIG. 3, the tooth flanks are selected to match the force distribution.
【００３７】
従って、歯の大部分である円弧部分23は、衝撃力F3を歯付遊星歯車7と歯付ア
ウターロータ2との間で伝達する歯底19及び歯先18に存在する。歯面の小部分の
みが、歯幅面の滑り面からなり、これが、摩擦トルクMRを歯付遊星歯車7の回転
運動に変換する。Therefore, the arcuate portion 23, which is the most part of the tooth, exists on the tooth bottom 19 and the tooth tip 18 that transmit the impact force F3 between the toothed planetary gear 7 and the toothed outer rotor 2. Only a small part of the tooth flank consists of a sliding face of the tooth flank, which translates the friction torque MR into a rotational movement of the toothed planetary gear 7.
【００３８】
歯付アウターロータ2の歯先18.1は、歯付遊星歯車7の歯底19.2に正確に当接し
て問題のない転動を保証するように設計されている。その逆に、歯付遊星歯車7
の歯先18.2は、歯付アウターロータ2の歯底19.1内に係合する。歯付アウターロ
ータ2の凸状に形成された歯先18.1と、歯付遊星歯車7の凹状に形成された歯底19
.2とは、接触線ではなく接触面で合わさる。それ故に、この転がり対偶によって
ヘルツ圧力は著しく低減される。The addendum 18.1 of the toothed outer rotor 2 is designed to exactly abut on the tooth bottom 19.2 of the toothed planetary gear 7 to ensure trouble-free rolling. On the contrary, toothed planetary gear 7
The tooth tip 18.2 of the tooth engages with the tooth bottom 19.1. Of the toothed outer rotor 2. The tooth tip 18.1 of the toothed outer rotor 2 formed in a convex shape and the tooth bottom 19 of the toothed planetary gear 7 formed in a concave shape.
.2 meet at the contact surface, not at the contact line. Therefore, this rolling pair significantly reduces the Hertzian pressure.
【００３９】
これは、歯付アウターロータ2の歯面と歯付遊星歯車7の歯面とにも該当する。
遊星歯車7の歯とアウターロータ2の歯溝との間のバックラッシ20の組み合わせに
よって、大きな衝撃力F3が歯先18及び歯底19を介してのみ伝達されることが保証
される。これにより、歯面表面の破壊をもたらし得る大きな楔力が歯面21に作用
することが防止される。加えて、バックラッシによって潤滑油は、歯溝20から流
出することができる。さもないと、圧搾油が生じ、きわめて高い圧力が生じる。This also applies to the tooth surface of the toothed outer rotor 2 and the tooth surface of the toothed planetary gear 7.
The combination of the backlash 20 between the teeth of the planetary gear 7 and the tooth spaces of the outer rotor 2 ensures that a large impact force F3 is transmitted only via the tooth top 18 and the tooth bottom 19. As a result, a large wedge force that may damage the tooth surface is prevented from acting on the tooth surface 21. In addition, the backlash allows the lubricating oil to flow out of the tooth space 20. Otherwise squeezing oil will result and very high pressure will result.
【００４０】
図４は、本願発明に係る歯の第２位置を示している。上記の遊星歯車7の停止
と同時に大きな力を伝達するときには、遊星歯車歯先18とインナーロータ5の支
承ポケット6との間で潤滑油膜が破れる虞がある。これを防止するには、遊星歯
車歯先18を平坦にする。平坦度22は、ギヤロータセット1の利用分野によって左
右される。回転数が小さく且つ圧力が高い場合には、大きな平坦度22が必要であ
り、回転数が大きく且つ圧力が低い場合には、連続的な潤滑油膜を生成するため
に中間的な平坦度22で十分である。遊星歯車7の歯面21から平坦部22への移行に
はサイクロイド23が利用され、該サイクロイド23は、単純な移行半径よりも潤滑
油膜の生成をよく促進する。FIG. 4 shows a second tooth position according to the invention. When a large force is transmitted at the same time when the planetary gear 7 stops, the lubricating oil film may be broken between the planetary gear tooth top 18 and the bearing pocket 6 of the inner rotor 5. To prevent this, the tip 18 of the planetary gear is made flat. The flatness 22 depends on the field of application of the gear rotor set 1. When the rotation speed is low and the pressure is high, a large flatness 22 is required, and when the rotation speed is high and the pressure is low, an intermediate flatness 22 is used to generate a continuous lubricating oil film. It is enough. A cycloid 23 is used for the transition from the tooth surface 21 of the planetary gear 7 to the flat portion 22, and the cycloid 23 promotes the formation of a lubricating oil film better than a simple transition radius.
【００４１】
遊星歯車歯先18の平坦部22によって、遊星歯車7からインナーロータ5の支承ポ
ケット6への力（ヘルツ圧力）の伝達も向上される。The flat portion 22 of the planetary gear tooth top 18 also improves the transmission of force (Hertz pressure) from the planetary gear 7 to the bearing pocket 6 of the inner rotor 5.
【００４２】
図５は、本願発明に係る歯の第３変形例を示している。ここでは、歯付アウタ
ーロータ2の歯面21と歯付遊星歯車7の歯面とは、インボリュート24に形成されて
いる。それに対して、遊星歯車7の歯先18は、サイクロイド25として構成されて
いる。しかし、この実施の形態では、噛み合い干渉が発生する確率は非常に高い
。FIG. 5 shows a third modified example of the tooth according to the present invention. Here, the tooth surface 21 of the toothed outer rotor 2 and the tooth surface of the toothed planetary gear 7 are formed on the involute 24. On the other hand, the addendum 18 of the planetary gear 7 is configured as a cycloid 25. However, in this embodiment, the probability of meshing interference is very high.
【図１】 先行技術に係るギヤロータセットを示す。FIG. 1 shows a prior art gear rotor set.
【図２】 本願発明に係るギヤロータセットを示す。FIG. 2 shows a gear rotor set according to the present invention.
【図２ａ】 本願発明に係るギヤロータセットを第２動作位置で示す。FIG. 2a shows the gear rotor set according to the invention in a second operating position.
【図２ｂ】 吸込側と圧縮側とを有する本願発明に係るギヤロータセットの
平面図である。2b is a plan view of a gear rotor set according to the present invention having a suction side and a compression side. FIG.
【図３】 図２の細部「X」の本願発明に係る歯の変形例Iを示す。FIG. 3 shows a modification I of the tooth according to the invention of the detail “X” in FIG.
【図４】 本願発明に係る歯の位置IIを示す。FIG. 4 shows a tooth position II according to the present invention.
【図５】 本願発明に係る歯の変形例IIIを示す。FIG. 5 shows a modified example III of the tooth according to the present invention.
【符号の説明】 1 ギヤロータセット 2 アウターロータ 3 穴 4 内細歯 5 インナーロータ 6 支承ポケット 7 遊星歯車 8 細歯 9 吸込領域（吸込側） 10 圧縮領域（圧縮側） 11 圧縮室 12 駆動軸 13 主伝達領域 14 吸込側 15 圧縮側 16 吸入ポート 17 吐出ポート 18 歯先 19 歯底 20 バックラッシ（歯溝） 21 歯面 22 平坦度（平坦部） 23 円弧部分（サイクロイド） 24 インボリュート 25 サイクロイド F2 衝撃力 F3 衝撃力 F4 半径方向力 M1 駆動トルク M4 トルク[Explanation of symbols] 1 gear rotor set 2 Outer rotor 3 holes 4 internal fine teeth 5 Inner rotor 6 support pocket 7 Planetary gear 8 fine teeth 9 Suction area (suction side) 10 compression area (compression side) 11 compression chamber 12 drive shaft 13 Main transmission area 14 Suction side 15 compression side 16 suction port 17 Discharge port 18 addendum 19 Root 20 Backlash (tooth groove) 21 Tooth surface 22 Flatness (flat part) 23 Arc part (cycloid) 24 involute 25 cycloid F2 impact force F3 impact force F4 radial force M1 drive torque M4 torque
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＵ，Ｂ Ａ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＰ，ＭＫ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｔ Ｒ，ＵＳ，ＹＵ，ＺＡ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), AU, B A, BG, BR, BY, CA, CN, CZ, DE, HR , HU, ID, IL, IN, JP, KP, MK, MX, NO, NZ, PL, RO, RU, SG, SI, SK, T R, US, YU, ZA
Claims (11)
内に偏心して支承され、遊星歯車7用の支承ポケット6を有するインナーロータ5
とを備え、 前記遊星歯車7は、前記アウターロータ2の内細歯を転動し、該アウターロータ
2の内細歯よりも歯が１つ少ない外細歯を形成する歯8を有する ことを特徴とするギヤロータセット1。1. A gear rotor set for a pump or an engine, comprising: a rotatable outer rotor 2 having a substantially star-shaped hole 3 having internal fine teeth 4, and the hole 3
Inner rotor 5 eccentrically supported inside and having bearing pockets 6 for planetary gears 7
The planetary gear 7 rolls inner fine teeth of the outer rotor 2 to
A gear rotor set 1 characterized in that it has teeth 8 that form one outer fine tooth that is one less than the inner fine tooth of 2.
領域に円弧状部分23を有することを特徴とする請求項１記載のギヤロータセット
1。2. The gear rotor set according to claim 1, wherein the outer fine teeth and / or the inner fine teeth have an arcuate portion 23 in at least a partial region of the tooth profile.
1.
されていることを特徴とする請求項１又は２記載のギヤロータセット1。3. The gear rotor set 1 according to claim 1, wherein the tooth profile is formed in an arc shape, particularly in the region of the tooth tip 18 and / or the tooth bottom 19.
径を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のギヤロータセット
1。4. The gear rotor set according to claim 1, wherein the tooth profile has a large radius of curvature, particularly in the region of the tooth tip 18 and / or the tooth bottom 19.
1.
することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のギヤロータセット1。5. The gear rotor set 1 according to claim 1, wherein the tooth profile has a flat portion 22 particularly in the region of the tooth tip 18 and / or the tooth bottom 19.
て形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のギヤロータ
セット1。6. The gear rotor set 1 according to claim 1, wherein the arc-shaped portion 23 is at least partially formed as a cycloid.
成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のギヤロータセッ
ト1。7. The gear rotor set 1 according to claim 1, wherein the tooth profile is formed as an involute at least in the region of the tooth surface 21.
乃至７の何れかに記載のギヤロータセット1。8. The fine tooth has a low wear surface.
The gear rotor set 1 according to any one of 1 to 7.
あることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のギヤロータセット1。9. The gear rotor set 1 according to claim 1, wherein at least one fluid passage is present in the area of the bearing pocket 6.
ナーロータ5は、少なくとも一方の側面に全周囲張出し面を有することを特徴と
する請求項１乃至９の何れかに記載のギヤロータセット1。10. The outer rotor 2 and / or the planetary gear 7 and / or the inner rotor 5 has a full-circumferential overhanging surface on at least one side surface thereof. Gear rotor set 1.
製造するための方法であって、 該ギヤロータセットを、好ましくは、粉末冶金法、プラスチック射出成形、押
出し成形、ダイカスト、特に、アルミニウムダイカスト、及び加圧成形法を含む
成形法で製造することを特徴とする方法。11. A method for manufacturing the gear rotor set 1 according to claim 1, wherein the gear rotor set is preferably powder metallurgy, plastic injection molding, extrusion molding, Die casting, in particular aluminum die casting, and a method characterized in that it is produced by a molding method including a pressure molding method.
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